专利名称：一种聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料和相关的制备方法技术领域，特别涉及一种聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料及其制备方法。
背景技术：
高分子聚合物合金材料是指由两种或两种以上高分子材料构成的多组分体系，属于合金材料。不同聚合物的物理掺混物、共聚物中的嵌段共聚与接枝共聚物等均属于聚合物合金范畴(封朴，《聚合物合金》，上海同济大学出版社，1997 ；陶建英，工程塑料系聚合物合金的技术状况与发展前景，上海化工，2003,02)。聚硫醚酰亚胺，由于硫醚键柔性单元引入到刚性的聚酰亚胺主链中，这类聚合物除了具有出色的热机械性能外，还具有溶解性好、熔体粘度低及可熔融加工的特点，是一种非常有前途的热塑性耐高温高分子材料。例如，公开号为CN101463132A、CN101392055A、 CN101531758A、CN101704950A以及申请号为200910153055. 5的中国专利申请中公开的多种聚硫醚酰亚胺均具有耐热性好、韧性高、熔体粘度低等优异的综合性能，且成本相对较低，在耐高温的工程塑料、薄膜、胶黏剂、漆包线、泡沫塑料、纤维以及先进复合材料等相关领域具有很好的应用前景。与聚芳硫醚相比，聚酰亚胺存在加工成型性差、不耐碱腐蚀、价格昂贵等缺点；而聚芳硫醚具有优异的耐化学腐蚀性，在200°C以下基本不溶于任何溶剂，良好的力学性能， 相对较低的成本以及良好的成型加工性能等优点，但其脆性大、韧性差、抗冲击强度低。由于聚酰亚胺与聚芳硫醚的分子链上均有大量的芳香环，结构上的相似性使得它们具有较好的相容性，同时聚酰亚胺与聚芳硫醚的加工温度相匹配，均在300°C以上加工，因此通过聚芳硫醚改性聚酰亚胺，改善其加工成型性和降低成本，引起了人们极大的关注。例如，美国专利US445M10 (General Electric公司申请)中公开了一种聚醚酰亚胺/聚苯硫醚合金材料，主要介绍了聚苯硫醚改性聚醚酰亚胺的制备方法。文献《聚苯硫醚、聚砜和聚醚酰亚胺二元以及三元共混体系的表征》(Polymer Engineering and Science, 1991, 32 (2) 84-91)公开了聚苯硫醚与聚醚酰亚胺的共混改性物，共混物为不相容体系，并且共混物的拉伸强度随聚苯硫醚含量的增加而下降。美国专利US4017555中公开了一种聚酰亚胺/聚苯硫醚合金材料，将不熔融的聚酰亚胺通过与聚苯硫醚的共混进行改性，当聚苯硫醚的含量达到40%时，合金材料获得了良好的加工成型性能以及不错的熔体流动性，但是，一方面由于该聚酰亚胺与聚苯硫醚的相容性较差，并且聚苯硫醚较脆，导致聚酰亚胺的力学性能损坏较大，另一方面所使用的聚酰亚胺原料价格较昂贵，使得制备的聚酰亚胺/聚芳硫醚合金材料的成本价格较高。
发明内容
本发明提供了一种聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其具有很好的耐热性能， 同时具有高模量、高强度、高冲击强度等优异的力学性能。
本发明还提供了一种聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料的制备方法，其制备工艺简单，适于工业化生产。
权利要求
1.一种聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，由如下重量百分比的原料制成 聚硫醚酰亚胺 8% 95%;聚芳硫醚4% 90%;抗氧剂0. 01% 1%;其它助剂0. 01% 1%。
2.根据权利要求1所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的聚硫醚酰亚胺具有如下式I所示的结构式 式I中，m和η分别代表聚合度，η为1 20000的整数；m为0 20000的整数；聚硫醚酰亚胺中硫醚键在酞酰亚胺结构单元上的位置为酞酰亚胺结构单元的3-位或 4-位；A为取代或未取代的脂肪烃基、取代或未取代的芳香基团中的一种； X为芳香砜结构单元或芳香酮结构单元。
3.根据权利要求2所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的脂肪烃基选自C1 Cltl的脂肪链烃基或C3 Cltl的脂肪环烃基中的一种或至少两种以C-C键连接而形成的基团；所述的芳香基选自C6 C3tl的芳香基团。
4.根据权利要求3所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的A为选自/=X O种或者是它们中至少两种以C-C键连接而形成的基团。
5.根据权利要求1所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的芳香砜结构单元具有如下式II所示的结构式、式III所示的结构式或者式IV所示的结构式II或者^—JIV；式II、式III或者式IV中，取代基M为H、SO3Li, SO3Na, SO3K或者SO3H;取代基M与硫醚键的位置关系为邻位、间位或对位；式IV中，Z选自如下基团中的一种
6.根据权利要求1所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的芳香酮结构单元具有如下式V所示的结构式、式VI所示的结构式、式VII所示的结构式、式 VIII所示的结构式、式IX所示的结构式、式X所示的结构式或者式XI所示的结构式
7.根据权利要求1所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的聚芳硫醚具有如下式i所示的结构式式i中，d为1 5000的整数；R'选自取代或未取代的芳香基团。
8.根据权利要求7所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的R选自下列基团中的一种
9.根据权利要求1所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的抗氧剂选自受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂以及金属离子钝化剂中的一种或多种；所述的其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、润滑剂、光稳定剂或紫外光吸收剂中的一种或多种。
10.根据权利要求1 9任一项所述的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料的制备方法， 包括以下步骤(1)先将聚硫醚酰亚胺、聚芳硫醚分别于130°c 180°C真空干燥；(2)将干燥好的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚，以及抗氧剂和其它助剂在室温干混，混合均勻后投入到双螺杆挤出机中，由双螺杆挤出机挤出造粒，制得聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料；所述的双螺杆挤出机中一区温度为290°C 320°C ；二区温度为320°C 340°C ；三区温度为340°C 360°C ；四区温度为350°C 380°C ；五区温度为330°C 360°C ；六区温度为320°C 340°C ；机头温度为280°C 310°C ；主机转速300转/分钟 450转/分钟。CN 102250469 A权禾丨J 要求书5/5页
全文摘要
本发明公开了一种聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料及其制备方法，该合金材料由如下重量百分比的原料组成8％～95％聚硫醚酰亚胺、4％～90％聚芳硫醚、0.01％～1％抗氧剂和0.01％～1％其它助剂组成。其制备方法包括将各原料混合均匀后，加入双螺杆挤出机内，温度控制在290～380℃，挤出造粒，得到聚硫醚酰亚胺/聚芳硫醚合金。本发明采用熔融共混的方法制得了综合性能优异的聚硫醚酰亚胺和聚芳硫醚合金材料，该合金材料具有很好的耐热性和抗冲击性能，极大的改善了聚硫醚酰亚胺加工成型性较差、不耐碱腐蚀、价格较昂贵和聚芳硫醚抗冲击性能较差等缺点，且制备工艺简单。
文档编号C08L79/08GK102250469SQ20101017770
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者严庆, 吴学仕, 方省众, 郭来辉 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所